2018/11/24 21:08:35 人氣（21616）
鋁(lü)件零件加(jia)工變(bian)形的(de)原因很多(duo)，與材(cai)質、零(ling)件形(xing)狀、生産條(tiao)件等(deng)都有關系。主要(yao)有以(yi)下幾個方(fang)面：毛坯(pi)内(nei)應力引起(qi)的(de)變(bian)形，切(qie)削力、切(qie)削(xue)熱引(yin)起的(de)變形(xing)，夾緊(jin)力引起的(de)變形(xing)。
一、減(jian)少加工變(bian)形的(de)工藝(yi)措施
1 降低(di)毛坯内應(ying)力
采(cai)用自(zi)然或(huo)人工時效(xiao)以及(ji)振動處(chu)理(li)，均可(ke)部分(fen)消(xiao)除毛坯(pi)的内(nei)應力(li)。預先加工也(ye)是行之(zhi)有效的工(gong)藝方(fang)法。對肥頭大耳(er)的毛(mao)坯，由(you)于餘(yu)量大(da)，故加工後(hou)變形也大。若預(yu)先加(jia)工掉毛坯(pi)的多餘部分，縮(suo)小各(ge)部分的餘(yu)量，不僅可(ke)以減(jian)少以(yi)後工序的(de)加工(gong)變形(xing)，而且(qie)預先加工後放(fang)置一段時(shi)間，還可以(yi)釋放一部(bu)分内(nei)應力。
2 改善(shan)刀具(ju)的(de)切削能(neng)力
刀具的(de)材料(liao)、幾何參(can)數對切(qie)削力、切削(xue)熱有重要(yao)的(de)影(ying)響，正(zheng)确選(xuan)擇(ze)刀具，對(dui)減少(shao)零(ling)件(jian)加工(gong)變形(xing)至(zhi)關重要。
（ 1 ）合理選擇(ze)刀具(ju)幾何參數。
① 前角：在保持(chi)刀刃強(qiang)度的(de)條件下，前角适(shi)當選擇大(da)一些，一方(fang)面可(ke)以磨(mo)出(chu)鋒利的(de)刃口，另(ling)外(wai)可以減少切(qie)削(xue)變形(xing)，使排屑順(shun)利，進而降低(di)切削力(li)和切削(xue)溫(wen)度。切忌使(shi)用負前角(jiao)刀具(ju)。
② 後角：後角(jiao)大小對(dui)後刀面(mian)磨損(sun)及加(jia)工表面質(zhi)量(liang)有(you)直接(jie)的影響(xiang)。切削厚度是(shi)選擇後角(jiao)的重(zhong)要條(tiao)件。粗(cu)銑時，由于(yu)進給(gei)量大，切削負荷重，發熱(re)量大，要(yao)求刀具(ju)散熱條件好(hao)，因此，後角(jiao)應選擇小(xiao)一些(xie)。精銑(xi)時，要(yao)求刃(ren)口鋒(feng)利，減(jian)輕後刀面與加工表(biao)面的摩擦(ca)，減小彈性(xing)變(bian)形(xing)，因此(ci)，後角(jiao)應(ying)選擇大(da)一些(xie)。
③ 螺旋角：爲(wei)使銑(xi)削(xue)平穩，降(jiang)低銑(xi)削(xue)力，螺旋(xuan)角應(ying)盡可(ke)能選擇大(da)一(yi)些。
④ 主偏(pian)角：适當(dang)減(jian)小主(zhu)偏角(jiao)可(ke)以改善(shan)散熱條件(jian)，使加工區(qu)的(de)平(ping)均溫(wen)度下降。
（ 2 ）改善刀具結構。
① 減(jian)少銑(xi)刀齒數，加(jia)大容屑空間。由(you)于鋁(lü)件材料塑(su)性較(jiao)大，加(jia)工中切削(xue)變形較大(da)，需要(yao)較大(da)的容屑空(kong)間，因(yin)此容屑槽(cao)底半(ban)徑(jing)應該較(jiao)大、銑刀齒(chi)數較(jiao)少爲(wei)好(hao)。
② 精磨刀(dao)齒。刀齒切削刃部的粗糙度值(zhi)要小于 Ra=0.4um 。在使用(yong)新刀(dao)之前，應該(gai)用細油石在刀(dao)齒前(qian)、後(hou)面(mian)輕輕(qing)磨幾下(xia)，以(yi)消除(chu)刃磨(mo)刀齒時殘(can)留的毛刺及輕(qing)微的(de)鋸(ju)齒紋。這(zhe)樣，不(bu)但可(ke)以降(jiang)低切(qie)削熱(re)而且(qie)切削(xue)變形也比(bi)較小(xiao)。
③ 嚴格控制(zhi)刀具的磨損标(biao)準。刀(dao)具磨損後(hou)，工件表(biao)面(mian)粗糙(cao)度值增加(jia)，切削(xue)溫度上升(sheng)，工件(jian)變形随之增加(jia)。因此，除選(xuan)用耐(nai)磨性好的(de)刀具(ju)材料外，刀具磨(mo)損标(biao)準不應該(gai)大于 0.2mm ，否則容易(yi)産生積屑(xie)瘤。切(qie)削時，工件(jian)的溫(wen)度一般不(bu)要超(chao)過 100 ℃ ，以(yi)防止變形。
3 改善(shan)工件的夾(jia)裝方法
對(dui)于剛(gang)性較(jiao)差的薄壁(bi)鋁件(jian)工(gong)件，可以(yi)采用以下(xia)的夾(jia)裝方(fang)法，以(yi)減少(shao)變形(xing)：
① 對于薄壁(bi)襯套類零件，如(ru)果用三爪(zhao)自定(ding)心卡盤或(huo)彈簧夾頭從(cong)徑向夾(jia)緊，加工後一旦(dan)松開，工(gong)件必然(ran)發生變形(xing)。此時(shi)，應該(gai)利用(yong)剛性(xing)較好的軸(zhou)向端面壓緊(jin)的方法(fa)。以零件内(nei)孔定(ding)位，自(zi)制一個帶(dai)螺紋(wen)的穿心軸(zhou)，套入(ru)零(ling)件的内(nei)孔，其上用(yong)一個(ge)蓋闆(pan)壓(ya)緊(jin)端面(mian)再用螺(luo)帽背緊(jin)。加工(gong)外圓時就(jiu)可避(bi)免夾(jia)緊變形，從(cong)而(er)得(de)到滿(man)意的(de)加(jia)工精度(du)。
② 對薄(bao)壁薄(bao)闆工(gong)件進行(hang)加(jia)工時(shi)，最好(hao)選用(yong)真空(kong)吸盤，以獲(huo)得分(fen)布均(jun)勻的夾緊(jin)力，再以較小的切削用(yong)量來加(jia)工，可(ke)以(yi)很(hen)好地(di)防止(zhi)工(gong)件(jian)變形(xing)。
另外，還可(ke)以使(shi)用填塞(sai)法。爲增(zeng)加薄壁工(gong)件的(de)工藝剛性，可在(zai)工件(jian)内(nei)部填充(chong)介質(zhi)，以(yi)減少裝(zhuang)夾和切削過程(cheng)中工(gong)件(jian)達變形(xing)。例如，向(xiang)工(gong)件内灌入(ru)含 3% ～ 6% 硝(xiao)酸鉀(jia)的尿素熔融物(wu)，加工(gong)以(yi)後(hou)，将工(gong)件浸入(ru)水(shui)或酒(jiu)精中，就可以将(jiang)該填充物(wu)溶解(jie)倒出(chu)。
4 合理(li)安排(pai)工序
高速(su)切削時，由(you)于加(jia)工餘(yu)量大(da)以(yi)及(ji)斷續切削(xue)，因此(ci)銑削(xue)過程(cheng)往(wang)往(wang)産生(sheng)振動(dong)，影響加工(gong)精度和(he)表面粗糙度。所(suo)以，數控(kong)高速(su)切削(xue)加工工藝(yi)過程一般(ban)可分爲：粗加工(gong) — 半精(jing)加工 — 清角(jiao)加工 — 精(jing)加(jia)工等(deng)工序(xu)。對(dui)于(yu)精度(du)要求高的(de)零件(jian)，有時需要進行(hang)二次(ci)半精(jing)加工(gong)，然後(hou)再進行精(jing)加工。粗加工之後，零件可以自(zi)然冷卻，消(xiao)除粗(cu)加工(gong)産(chan)生的内(nei)應力，減小變形(xing)。粗加(jia)工之(zhi)後留(liu)下的餘量(liang)應大于變形量，一般(ban)爲 1 ～ 2mm 。精(jing)加工時，零(ling)件精(jing)加工(gong)表面(mian)要保(bao)持(chi)均勻的(de)加工(gong)餘(yu)量，一般(ban)以 0.2 ～ 0.5mm 爲(wei)宜，使(shi)刀具(ju)在加工過程中(zhong)處于平穩(wen)的狀(zhuang)态，可(ke)以大大減(jian)少切削(xue)變形，獲得良好(hao)的表面(mian)加工質量(liang)，保證(zheng)産品的(de)精(jing)度。
二(er)、減小加(jia)工(gong)變形(xing)的操(cao)作技巧
鋁(lü)件材料的零件(jian)在加(jia)工(gong)過(guo)程中(zhong)變形(xing)，除了(le)上述的原(yuan)因之(zhi)外，在(zai)實際(ji)操作(zuo)中，操(cao)作方(fang)法(fa)也是非(fei)常重(zhong)要的(de)。
1 、對于加工餘量大的(de)零件，爲使(shi)其在(zai)加工(gong)過(guo)程中有(you)比較(jiao)好的(de)散熱(re)條件(jian)，避(bi)免熱量(liang)集中，加工時，宜(yi)采用(yong)對稱加工(gong)。如有一(yi)塊(kuai) 90mm 厚的闆料需要加工(gong)到 60mm ，若銑好一面(mian)後立(li)即(ji)銑削另(ling)一面，一次(ci)加工到最(zui)後尺寸，則(ze)平面度(du)達 5mm ；若采(cai)用反複(fu)進(jin)刀對(dui)稱加(jia)工，每(mei)一面分兩(liang)次加(jia)工到(dao)最後(hou)尺(chi)寸(cun)，可保(bao)證平面(mian)度達到(dao) 0.3mm 。
2 、如果闆(pan)材零件(jian)上有多個型腔(qiang)，加工時(shi)，不宜采用一(yi)個型腔一(yi)個型腔(qiang)的(de)次序(xu)加工(gong)方法(fa)，這樣(yang)容易造成(cheng)零件(jian)受力(li)不均勻而(er)産生變(bian)形(xing)。采用分層多次加工(gong)，每一層盡(jin)量同時加(jia)工(gong)到(dao)所有(you)的型腔，然後再(zai)加工(gong)下一個層(ceng)次，使零件均勻(yun)受力(li)，減小變形(xing)。
3 、通過改變切削用量(liang)來減少切(qie)削力(li)、切削(xue)熱。在(zai)切削(xue)用(yong)量(liang)的三(san)要素中，背(bei)吃刀量對切削力的(de)影響很大(da)。如果加工(gong)餘量太大(da)，一次走刀(dao)的切削力太大，不僅(jin)會使(shi)零(ling)件(jian)變形，而且(qie)還會影響(xiang)機床(chuang)主軸(zhou)剛性(xing)、降低(di)刀(dao)具(ju)的耐(nai)用度。如果(guo)減少(shao)背吃(chi)刀量(liang)，又會(hui)使生(sheng)産效率大打折扣。不過，在(zai)數控(kong)加工(gong)中都(dou)是高(gao)速銑削，可(ke)以克服(fu)這一難(nan)題。在減少背吃(chi)刀量的(de)同(tong)時，隻(zhi)要相(xiang)應(ying)地增大(da)進給，提高(gao)機床(chuang)的轉(zhuan)速，就可以(yi)降低切削力，同(tong)時保(bao)證加工效(xiao)率。
4 、走刀順(shun)序也要講(jiang)究。粗(cu)加工(gong)強調的是(shi)提高(gao)加工(gong)效(xiao)率，追求(qiu)單位時間(jian)内的切除(chu)率，一般可(ke)采用逆銑。即以(yi)最快(kuai)的速度、最(zui)短的(de)時間(jian)切除毛坯表面(mian)的多(duo)餘材料(liao)，基(ji)本形(xing)成精(jing)加(jia)工所要(yao)求的幾何輪廓。而精加工所強(qiang)調的(de)是(shi)高精度高質(zhi)量(liang)，宜(yi)采用(yong)順銑。因(yin)爲(wei)順銑(xi)時刀(dao)齒的(de)切削(xue)厚度(du)從(cong)最大逐漸遞(di)減至(zhi)零，加(jia)工硬(ying)化(hua)程度大(da)爲減(jian)輕，同(tong)時減(jian)輕零件的變形程度。
5 、薄壁工件(jian)在加工時由于(yu)裝夾産(chan)生變形(xing)，即使精加(jia)工也(ye)是難(nan)以避免的(de)。爲使工件(jian)變形減小(xiao)到最低限(xian)度，可以在精加(jia)工即(ji)将達(da)到最(zui)後尺寸之(zhi)前，把(ba)壓緊件松一下(xia)，使工件自(zi)由恢(hui)複到(dao)原狀，然後(hou)再輕微壓(ya)緊，以(yi)剛能(neng)夾(jia)住工件(jian)爲準（完(wan)全(quan)憑手(shou)感），這(zhe)樣(yang)可以獲(huo)得理(li)想(xiang)的(de)加工(gong)效果(guo)。總(zong)之(zhi)，夾緊(jin)力的作用(yong)點最(zui)好在(zai)支承(cheng)面上(shang)，夾緊力應(ying)作用(yong)在工件剛性好(hao)的方向，在保證工件不松(song)動的(de)前提下，夾(jia)緊力越小(xiao)越好(hao)。
6 、在加(jia)工帶型(xing)腔(qiang)零件(jian)時，加(jia)工型腔時(shi)盡量(liang)不要(yao)讓銑(xi)刀像鑽頭(tou)似的(de)直接向下紮入(ru)零件(jian)，導緻銑刀(dao)容屑(xie)空(kong)間不夠(gou)，排屑(xie)不順暢，造(zao)成零(ling)件(jian)過熱、膨(peng)脹以(yi)及崩刀、斷(duan)刀等(deng)不利現象(xiang)。要先用(yong)與(yu)銑刀(dao)同尺寸或大一(yi)号的(de)鑽頭(tou)鑽下(xia)刀孔(kong)，再用銑刀銑削。或(huo)者(zhe)，可以(yi)用 CAM 軟件生(sheng)産螺(luo)旋下(xia)刀程(cheng)序。
影(ying)響鋁(lü)件加(jia)工精(jing)度和表面質量(liang)的主要(yao)因素是(shi)該類(lei)零件(jian)加工(gong)過程(cheng)中(zhong)容(rong)易發(fa)生變(bian)形現象，這(zhe)需要(yao)操(cao)作(zuo)者具(ju)備一(yi)定的操作(zuo)經驗和(he)技巧。